基于UC3842设计的双模控制电机

电动机作为当代最重要的机电能量转换器，其应用已经在人们的生活中和国民经济发展的各个领域中普及。据资料统计，在所有的动力能源中，其中百分之九十以上来源于电动机。在电气时代，电动机的转速控制大多采用模拟法，对电动机进行简单控制的应用比较普及。简单控制是指对电动机进行启动，制动，顺序控制和正反转控制。这类控制可通过继电器，可编程控制器和开关元件来实现。还有一类控制称为复杂控制，是指对电动机的转矩，转角，转速，转矩，功率，电压，电流等物理量进行控制。本方案可以进行简单控制也可以进行复杂控制电机，实现一体两用。

1.工作原理与分析

UC3842芯片是一种高性能固定频率电流型控制器，内部包含误差放大器、PWM比较器、PWM锁存器、振荡器、内部基准电源和欠压锁定等单元。本系统的总体设计框图如图1所示。市电先经过整流和滤波电路变成直流电压，再经过功率开关管斩波、高频变压器降压，得到高频矩形波电压，最后通过整流滤波后获得所需要的直流输出电压。通过开关控制模式，模式1由数字晶体管控制输出的恒定电压，该设计模式1下分3档，模式2由MCU通过改变PWM，来控制驱动电路的输出。

图1 系统设计框图

2.硬件设计

该设计的开关电源部分如图2所示。它主要由电源电路、主电路、控制电路、反馈电路构成。本设计为AC-DC电源转换电路，输入电压为90~240VAC，输出为5V和24V。

图2 电路原理图

模式1下的电路，外部给数字晶体管信号，以此来控制三路中一路的输出，当某路有控制信号时，晶体管导通，该路连接TL431的电阻接地，使TL431的阴极上形成误差电压，使发光二极管工作电流发生变化，从而来调节UC3842的输出，有效的改变了其输出，实现恒压输出。模式2下的电路，通过MCU输出PWM波对H桥进行控制，以此来进行电机控制。

3.实验结果验证

各部分参数经过计算后，对整个开关电源部分进行仿真。仿真图如图3所示。并用示波器进行观察开关管的波形，以及输出波形。

图3 仿真电路

漏源极电压波形如图4所示。从图中可以看出来符合设计标准。

图4 漏源极电压

输出电压波形如图5所示。电压基本恒定在24V上下，纹波也在100mV左右。符合设计要求。

图5 输出电压

在确保电源能够正常工作后，进行双模控制的测试。模式1下通过给3个数字晶体管信号，改变了UC3842的PWM波，实现了三个档位的恒压输出。

通过改变模式，再模式2下，开关电源的输出与H桥相连接，MCU对驱动电路输出特定的PWM波，使电机能够智能化实现变速。

结束语

为了验证方案的可行性和实用性，依照设计制作了实物等，经过测试也达到了预期的目标。本设计电路简单，制作成本低，基于以上优点，本设计适合用在低成本的电机控制领域。
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